メタロキノプロテイン活性部位の精密モデル化

金属醌蛋白活性位点的精确建模

• 批准号: 05209219
• 负责人: 大城 芳樹
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05209219/
• 关键词: メタロキノプロテイン; アルコール脱水素酵素; 補酵素PQQ; モデルカルシウム錯体; 超活性種; 生物無機化学; ガラクトース酸化酵素; モデル銅錯体

キノプロテインは今から約10年程前に発見された新しい補酵素PQQ(ピロロキノリンキノン)を含む酸化還元酵素の総称として用いられた。しかし、その後の活発な研究の結果、PQQ以外のキノン系補酵素が幾つか発見され、現在ではそれらも含めたキノン系補酵素を有する酵素群の総称として用いられるようになった。キノプロテインは哺乳動物から植物、微生物に至る広い範囲にその存在が確認されており、生体内において主にアルコール、アミン、アミノ酸、アルデヒド、糖類などの代謝過程に深く関与していることが知られている。なかでもアルコネル脱水素酵素やアミン酸化酵素はその活性部位に金属が含まれており、メタロキノプロテインとして位置付けられているが、それらの機能や役割については不明な点が多く残されている。そこで本研究では、このメタロキノプロテインに着目し、その活性部位の精密モデル化を試みると共に、金属の果たしている役割や金属と補酵素の相互作用の解明を目的として種々検討した。酵素活性部位に存在する補酵素と金属の相互作用を調べる目的で前年度より合成してきたピロロキノリンキノンのカルボン酸誘導体を用い、種々の金属に対する配位位置や配位力について詳細に検討を加えた。特にアルコール脱水素酵素の活性部位に含まれているカルシウムやその同族体であるマグネシウムに対する配位挙動を調べ、錯体の単離・同定を行なった。さらに各種錯体の物性(電子移動過程や酸-塩基相互作用)や化学的性質を調べ、金属の種類やその配位位置と反応性との間の相関関係を明かにした。以上の結果を基にして、酵素系における金属-補酵素間の相互作用について考察を加えると共に、効率的電子伝達触媒開発のための分子設計を行った。また、新規な補欠分子を有するガラクトース酸化酵素の活性中心モデル銅錯体の合成にも成功した。

キ ノ プ ロ テ イ ン は today か ら about 10 years before に 発 see さ れ た new し PQQ い repair enzyme (ピ ロ ロ キ ノ リ ン キ ノ ン) contains を む acidification is の yuan enzyme 総 said と し て in い ら れ た. After し か し, そ の の live 発 の な research results, PQQ の キ ノ ン department repair enzyme が several つ か 発 see さ れ, now で は そ れ ら も containing め た キ ノ ン department repair enzyme を す る enzyme group の 総 said と し て in い ら れ る よ う に な っ た. キ ノ プ ロ テ イ ン は mammals か ら plant, microbial に to る hiroo い van 囲 に そ の exist が confirm さ れ て お り, born in vivo に お い て main に ア ル コ ー ル, ア ミ ン, ア ミ ノ acid, ア ル デ ヒ ド, sugar な ど の metabolic process に deep く masato and し て い る こ と が know ら れ て い る. な か で も ア ル コ ネ ル dehydrated vegetable enzyme や ア ミ ン acidification enzyme は そ の active site contains に metal が ま れ て お り, メ タ ロ キ ノ プ ロ テ イ ン と し て position pay け ら れ て い る が, そ れ ら の cut function や service に つ い て は unknown な point が く more residual さ れ て い る. そ こ で this study で は, こ の メ タ ロ キ ノ プ ロ テ イ ン に mesh し, そ の active site の precision モ デ ル change を try み る と に, metal の fruit た し て い cut や る service interactions between と repair enzyme の の interpret を purpose と し て kind 々 beg し 検 た. Enzyme active site に exist す る repair enzyme と interactions between の を adjustable べ る purpose before で annual よ り synthetic し て き た ピ ロ ロ キ ノ リ ン キ ノ ン の カ ル ボ ン acid induced body を い, kind of 々 の metal に す seaborne る coordination position や coordination force に つ い て detailed に を 検 please add え た. Special に ア ル コ ー ル の dehydration, enzyme active site contains に ま れ て い る カ ル シ ウ ム や そ の homolog で あ る マ グ ネ シ ウ ム に す seaborne る ligand 挙 motion を べ, misprinted の 単 leaves, with fixed line を な っ た. さ ら に various misprinted の property (electronic movement - salt や acid base interaction) や chemical を べ, the properties of metal の kinds や そ の と coordination position against 応 sex と の の phase between masato masato を and Ming か に し た. Above の results を に し て, enzyme に お け る の interaction between metal - repair enzyme に つ い て investigation を plus え る と altogether に, electronic 伝 working rate of catalyst 発 の た め の molecular design line を っ た. を ま た, new rules な fill owe molecules have す る ガ ラ ク ト ー ス の acidification enzyme activity center モ デ ル copper misprinted の synthetic に も successful し た.

项目成果

Yoshiki Ohshiro,et al.: "C-4 and C-5 Adducts of Cofactor PQQ(Pyrroloquinolinequinone).Model Studies Directed toward the Action of Quinoprotein Methanol Dehydrogenases" J.Am.Chem.Soc.115. 9960-9967 (1993)

Yoshiki Ohshiro 等人：“辅因子 PQQ（吡咯喹啉醌）的 C-4 和 C-5 加合物。针对醌蛋白甲醇脱氢酶作用的模型研究”J.Am.Chem.Soc.115。

Yoshiki Ohshiro,et al.: "Modeling of Quinoprotein Functions" Pure Appl.Chem.66(発表予定). (1994)

Yoshiki Ohshiro 等人：“奎宁蛋白功能的建模”Pure Appl.Chem.66（待提交）。

Yoshiki Ohshiro,et al.: "Model Studies of Cofactor TTQ" Methods in Enzymology. (発表予定). (1994)

Yoshiki Ohshiro 等人：“酶学中辅因子 TTQ 的模型研究”（即将发表）。

Yoshiki Ohshiro,et al.: "The Chemistry of Heterocyclic o-Quinone Cofactors" Natural Product Reports. (発表予定). (1994)

Yoshiki Ohshiro 等人：“杂环邻醌辅因子的化学”天然产物报告（即将出版）。

Yoshiki Ohshiro,et al.: "Physicochemical Properties of 2-Methylthio-4-methylphenol,a Model Compound of the Novel Cofactor of Galactose Oxidase" Chem.Lett.2099-2102 (1993)

Yoshiki Ohshiro 等人：“半乳糖氧化酶新型辅因子的模型化合物 2-甲硫基-4-甲基苯酚的物理化学性质”Chem.Lett.2099-2102 (1993)